物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用衛(wèi)星通信

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用衛(wèi)星通信的原因主要基于以下幾個方面：

全球覆蓋與無縫連接

全球覆蓋：衛(wèi)星通信具有全球覆蓋的特性，能夠解決地面基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋不到的區(qū)域，如偏遠地區(qū)、海洋、高山等。這使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)的設(shè)備連接和數(shù)據(jù)傳輸，無論設(shè)備位于何處都能保持在線。

無縫連接：在多顆衛(wèi)星組成的星座系統(tǒng)下，可以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無縫連接。這種連接不受地理位置、天氣和地理條件的影響，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的持續(xù)在線和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

抗毀性強與穩(wěn)定性高

抗毀性強：在地面通信網(wǎng)受到破壞的情況下，如自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等，衛(wèi)星通信仍能提供正常的物聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)。這種抗毀性強的特點使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在緊急情況下仍能保持通信暢通，為災(zāi)區(qū)提供緊急通信及救援服務(wù)。

穩(wěn)定性高：衛(wèi)星通信的穩(wěn)定性較高，不受地面通信設(shè)施故障、電力中斷等因素的影響。這有助于保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

大容量與低時延

大容量：衛(wèi)星的可用頻帶較寬，加之多波束星載天線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高了系統(tǒng)容量。這支持了海量物聯(lián)網(wǎng)終端的連接需求，使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠承載更多的設(shè)備和數(shù)據(jù)。

低時延：雖然衛(wèi)星通信相比地面通信存在一定的時延，但隨著技術(shù)的不斷進步和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化，時延問題正在逐步得到解決。這使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更加實時和高效的數(shù)據(jù)傳輸。

技術(shù)進步與商業(yè)化推動

技術(shù)進步：隨著衛(wèi)星制造能力的提升和火箭發(fā)射成本的降低，高頻低軌道衛(wèi)星星座的建設(shè)具備了必要條件。這推動了衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步和商業(yè)化應(yīng)用的加速。

商業(yè)化推動：國內(nèi)外已有不少公司開始布局衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)市場，如中國航天科工集團的“行云工程”、Swarm公司構(gòu)建的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等。這些公司的商業(yè)化探索為衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了有力支持。

應(yīng)用場景廣泛

跨域應(yīng)用：物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及眾多領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、物流運輸?shù)取Ｔ谶@些領(lǐng)域中，地面基礎(chǔ)設(shè)施往往無法覆蓋所有區(qū)域或無法滿足特定需求。衛(wèi)星通信作為地面網(wǎng)絡(luò)的補充和延伸，為這些領(lǐng)域提供了更加完善的解決方案。

特殊場景：在穿越大洋的貨物集裝箱跟蹤、偏遠地區(qū)的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測等場景中，地面網(wǎng)絡(luò)無法提供有效的服務(wù)。而衛(wèi)星通信則能夠覆蓋這些區(qū)域，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

具體應(yīng)用場景

移動通信領(lǐng)域

手機直連衛(wèi)星：隨著技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信芯片開始被集成到智能手機中，使得手機能夠直接連接到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無論在偏遠地區(qū)、海洋還是空中都能保持通信連接。這種技術(shù)尤其適用于探險、救援、海上航行等場景，以及在自然災(zāi)害等緊急情況下提供通信保障。

衛(wèi)星電話：衛(wèi)星電話是一種利用衛(wèi)星通信芯片實現(xiàn)遠距離通信的設(shè)備。它可以在沒有地面通信設(shè)施的地區(qū)提供語音通信服務(wù)，廣泛應(yīng)用于軍事、探險、遠洋航行等領(lǐng)域。

物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

智能家居：衛(wèi)星通信芯片可以應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)中，通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能家居設(shè)備的遠程控制和數(shù)據(jù)傳輸。這有助于在偏遠地區(qū)或網(wǎng)絡(luò)覆蓋不佳的地方提供智能家居服務(wù)。

智能農(nóng)業(yè)：在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，衛(wèi)星通信芯片可以用于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)設(shè)備的遠程監(jiān)控和智能控制，如土壤濕度監(jiān)測、作物生長監(jiān)測等。這有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和管理水平。

智能交通：衛(wèi)星通信芯片還可以應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中，如車輛定位、導航、交通監(jiān)控等。通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供的高精度定位服務(wù)，可以實現(xiàn)對車輛的實時跟蹤和監(jiān)控，提高交通管理的智能化水平。

航空航天領(lǐng)域

衛(wèi)星通信與數(shù)據(jù)傳輸：衛(wèi)星通信芯片是航空航天領(lǐng)域中不可或缺的組成部分。它們被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星之間的通信、衛(wèi)星與地面站之間的數(shù)據(jù)傳輸以及飛機、火箭等航空器的通信系統(tǒng)中。這些芯片能夠提供穩(wěn)定、可靠的通信鏈路，確保航空航天任務(wù)的順利進行。

飛行數(shù)據(jù)傳輸與遠程控制：在航空航天任務(wù)中，衛(wèi)星通信芯片可以用于實時傳輸飛行數(shù)據(jù)、圖像和視頻等信息，同時支持對航空器的遠程控制。這對于提高航空航天的安全性和效率具有重要意義。

軍事領(lǐng)域

軍事通信與指揮：衛(wèi)星通信芯片在軍事領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。它們可以用于實現(xiàn)軍事通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和指揮控制系統(tǒng)的搭建。通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供的高覆蓋范圍和高速數(shù)據(jù)傳輸能力，可以確保軍事通信的實時性和可靠性，提高軍事指揮的效率和準確性。

應(yīng)急通信領(lǐng)域

自然災(zāi)害應(yīng)急通信：在自然災(zāi)害等緊急情況下，地面通信設(shè)施往往會受到破壞或癱瘓。此時，衛(wèi)星通信芯片可以提供可靠的通信保障，確保救援人員與受災(zāi)地區(qū)之間的通信暢通無阻。這對于及時傳遞救援信息、協(xié)調(diào)救援行動具有重要意義。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用衛(wèi)星通信的原因主要包括全球覆蓋與無縫連接、抗毀性強與穩(wěn)定性高、大容量與低時延、應(yīng)用場景廣泛以及技術(shù)進步與商業(yè)化推動等方面。這些因素共同推動了衛(wèi)星通信在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展。

本文會再為大家詳解無線通信技術(shù)家族中的一員——衛(wèi)星通信。

1.定義與功能

衛(wèi)星通信芯片是一種專門設(shè)計的集成電路，用于實現(xiàn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的信號處理、調(diào)制解調(diào)、編解碼等功能。它們通常集成了基帶處理器、射頻收發(fā)器、電源管理等多個模塊，以確保衛(wèi)星通信的穩(wěn)定性和高效性。

2.主要特點

高度集成：衛(wèi)星通信芯片集成了多個功能模塊，減少了系統(tǒng)復雜性和成本。

低功耗：為了延長衛(wèi)星和地面設(shè)備的電池壽命，衛(wèi)星通信芯片通常具有低功耗特性。

高可靠性：在極端環(huán)境條件下，如太空輻射、溫度變化等，衛(wèi)星通信芯片需要保持高可靠性。

多頻段支持：為了與不同軌道和類型的衛(wèi)星通信，衛(wèi)星通信芯片可能支持多個頻段。

3.主要分類

按功能分類

基帶處理芯片

定義：負責衛(wèi)星通信系統(tǒng)中數(shù)字信號的處理，包括調(diào)制解調(diào)、編解碼等。

特點：高度集成，能夠處理復雜的通信協(xié)議和算法，確保通信數(shù)據(jù)的準確傳輸。

應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星電話、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星廣播和電視通信等領(lǐng)域。

射頻收發(fā)芯片

定義：負責衛(wèi)星通信中射頻信號的發(fā)射和接收，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為射頻信號或反之。

特點：具備高靈敏度、高選擇性和低噪聲等特點，能夠確保在復雜環(huán)境下穩(wěn)定接收和發(fā)射信號。

應(yīng)用：與基帶處理芯片配合使用，構(gòu)成完整的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

電源管理芯片

定義：為衛(wèi)星通信芯片提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，確保其在各種環(huán)境下都能正常工作。

特點：低功耗、高效率，能夠延長衛(wèi)星和地面設(shè)備的電池壽命。

應(yīng)用：集成于衛(wèi)星通信設(shè)備中，為其他芯片提供穩(wěn)定的電源支持。

按應(yīng)用場景分類

衛(wèi)星電話通信芯片

特點：支持語音通話功能，能夠在無地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域提供通信服務(wù)。

應(yīng)用：軍事、探險、遠洋航行等領(lǐng)域。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信芯片

特點：支持高速數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)網(wǎng)接入功能，能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)的寬帶通信服務(wù)。

應(yīng)用：遠程教育、遠程醫(yī)療、應(yīng)急通信等領(lǐng)域。

衛(wèi)星廣播和電視通信芯片

特點：支持電視節(jié)目的接收和轉(zhuǎn)播功能，能夠?qū)⑿l(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為電視信號供用戶觀看。

應(yīng)用：傳統(tǒng)衛(wèi)星電視和廣播領(lǐng)域，以及基于衛(wèi)星的多媒體傳輸服務(wù)。

按技術(shù)特性分類

低功耗芯片

特點：通過優(yōu)化電路設(shè)計和制造工藝，降低芯片的功耗水平。

應(yīng)用：對功耗要求較高的應(yīng)用場景，如便攜式衛(wèi)星通信設(shè)備。

高集成度芯片

特點：將多個功能模塊集成于單一芯片中，減少系統(tǒng)復雜性和成本。

應(yīng)用：對系統(tǒng)尺寸和成本有較高要求的應(yīng)用場景，如小型衛(wèi)星和無人機等。

多頻段支持芯片

特點：能夠支持多個頻段的衛(wèi)星通信信號接收和發(fā)射。

應(yīng)用：需要與多個衛(wèi)星或不同軌道衛(wèi)星通信的應(yīng)用場景。

其他分類方式

除了以上分類方式外，還可以根據(jù)芯片的制造工藝（如CMOS、BiCMOS等）、封裝形式（如QFN、LGA等）以及是否支持特定的通信協(xié)議（如DVB-S2、Q/V頻段等）進行分類。

4.選型參數(shù)

通信標準與協(xié)議

支持的通信標準：確認芯片是否支持所需的衛(wèi)星通信標準，如DVB-S、DVB-S2、DirecTV等（以海思Hi3136為例，它支持DVB-S、DVB-S2和DirecTV標準）。

通信協(xié)議：檢查芯片是否支持行業(yè)標準的通信協(xié)議，以確保與現(xiàn)有系統(tǒng)或設(shè)備的兼容性。

性能指標

調(diào)制方式：包括QPSK、8PSK、16APSK、32APSK等，這些調(diào)制方式影響數(shù)據(jù)傳輸速率和效率。例如，Hi3136支持QPSK、8PSK、16APSK和32APSK模式。

符號率：表示每秒傳輸?shù)姆枖?shù)，影響數(shù)據(jù)傳輸速率。Hi3136支持的符號率范圍廣泛，從1MSps到最高60MSps（取決于調(diào)制方式）。

碼率：表示數(shù)據(jù)傳輸中有效信息與總信息量的比例，Hi3136支持從1/4到9/10的所有碼率。

靈敏度：衡量芯片接收微弱信號的能力，高靈敏度有助于在信號較差的環(huán)境中保持通信。

接口與連接性

接口類型：如SPI、I2C、UART等，這些接口用于與微控制器或其他設(shè)備連接。Hi3136采用I2C接口與CPU交互。

多頻段支持：確認芯片是否支持多個頻段，以便與不同軌道和類型的衛(wèi)星通信。

功耗與尺寸

功耗：低功耗對于延長衛(wèi)星和地面設(shè)備的電池壽命至關(guān)重要。

尺寸：芯片的物理尺寸影響其在設(shè)備中的布局和安裝。

可靠性與環(huán)境適應(yīng)性

抗干擾能力：在復雜的電磁環(huán)境中保持通信穩(wěn)定性的能力。

溫度范圍：芯片能夠正常工作的溫度范圍，確保在極端環(huán)境下也能穩(wěn)定運行。

防護等級：對于暴露在惡劣環(huán)境中的芯片，其防護等級也是一個重要考慮因素。

安全性與加密

數(shù)據(jù)加密：確保傳輸數(shù)據(jù)的安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。

安全認證：芯片是否通過了相關(guān)的安全認證，如FIPS、Common Criteria等。

開發(fā)與支持

開發(fā)工具：是否提供易于使用的開發(fā)工具、SDK或示例代碼，以加速產(chǎn)品開發(fā)。

技術(shù)支持：制造商是否提供及時的技術(shù)支持和文檔資料。

成本與供應(yīng)

成本：芯片的價格是否符合預(yù)算要求。

供應(yīng)穩(wěn)定性：確保芯片的長期供應(yīng)穩(wěn)定性，避免缺貨風險。

5.廠商

華力創(chuàng)通

簡介：北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司是一家在衛(wèi)星通信芯片領(lǐng)域積極布局的公司，專注于北斗衛(wèi)星導航芯片和天通衛(wèi)星通信芯片業(yè)務(wù)。

產(chǎn)品：華力創(chuàng)通的產(chǎn)品涵蓋了衛(wèi)星通信芯片及其相關(guān)解決方案，為衛(wèi)星通信行業(yè)提供技術(shù)支持。

市場地位：作為衛(wèi)星通信芯片領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)之一，華力創(chuàng)通在行業(yè)內(nèi)具有較高的知名度和市場份額。

鋮昌科技

簡介：鋮昌科技是一家專注于無線通信射頻芯片的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)及銷售的高新技術(shù)企業(yè)。

產(chǎn)品：其T/R芯片（收發(fā)組件芯片）在衛(wèi)星通信領(lǐng)域具有重要地位，因其先進性和稀缺性而備受關(guān)注。

市場應(yīng)用：鋮昌科技的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于無線通信終端、雷達系統(tǒng)等軍工領(lǐng)域，并向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等民用方面拓展。

臻鐳科技

簡介：臻鐳科技是一家專注于集成電路芯片和微系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的公司。

產(chǎn)品：主要生產(chǎn)射頻收發(fā)芯片及高速高精度ADC/DAC芯片、電源管理芯片、微系統(tǒng)及模組等，廣泛用于無線通信終端、雷達系統(tǒng)等軍工領(lǐng)域，并向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等民用方面拓展。

市場地位：臻鐳科技在某些領(lǐng)域甚至是國內(nèi)唯一能夠提供特定芯片的廠商，具有極高的技術(shù)壁壘和市場競爭力。

合作：與華為等知名企業(yè)有合作關(guān)系，進一步提升了其市場地位和影響力。

其他廠商

除了上述幾家廠商外，還有海格通信、金信諾、盛路通信等公司在衛(wèi)星通信芯片領(lǐng)域也有一定的市場份額和影響力。這些公司各具特色，產(chǎn)品涵蓋了衛(wèi)星通信芯片的多個方面，為衛(wèi)星通信行業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。

供應(yīng)商A：邁矽科微電子

1、產(chǎn)品能力

（1）主推型號1：MSTR301

對應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

特性

8通道單波束集成芯片

工作頻率17.5~21.5GHz（接收芯片）, 27.5~31GHz（發(fā)射芯片）

高輸出功率、低接收噪聲

集成高精度的移相和衰減

快速增益/相位切換功能

內(nèi)置512幅相信息存儲單元

標準SPI通信接口

內(nèi)置功率檢測和溫度傳感功能

采用低成本高集成度硅基工藝

典型指標

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典型應(yīng)用

衛(wèi)星通信等應(yīng)用

寬帶無線通信、測試儀器儀表應(yīng)用

發(fā)射芯片原理圖框圖

接收芯片原理圖框圖

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審核編輯 黃宇